CN105331900A - 一种c45钢船用轴类锻件的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力，其特征在于：其包括以下步骤：⑴、船用碳素钢轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素；⑵、对步骤⑴中生产出来的船用碳素钢轴类锻件材料进行加热、锻造成型船用碳素钢轴类锻件；⑶、对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理。

Description

一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺

技术领域

本发明涉及机械零件锻造工艺的技术领域，具体为一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺。

背景技术

船用碳素钢轴类锻件是船用舵系的关键零部件之一，工作中承受周期性变化的弯曲和扭转力矩，同时承受惯性力、振动附加应力，以及交变载荷的作用，受力情况复杂，负荷大，容易产生疲劳破坏，造成舵轴断裂，将引起船用舵系的其他零件的损坏，直接影响船舶设备的安危。因此，对船用碳素钢轴类锻件的强度、刚度、耐磨性等提出了较高的要求。为了满足各种力学性能的要求，船用碳素钢轴类锻件的内部及表面缺陷应该少，组织结构、纤维分布要合理，形状尺寸要精确，尤其是大型的船用舵轴，保证质量要求，减少机械加工余量，是大型船用舵轴锻造生产中十分重要的课题，因为用通常的碳素钢材料，采用常规的正火或正火+回火进行性能热处理，很难达到设计要求，船用碳素钢轴类锻件传统制造工艺流程为：加热→锻造→锻后热处理→粗加工→调质(第二热处理)→性能检验→校直→半精加工→交验入库，船用碳素钢轴类锻件为了获得较好的组织晶粒，需要对锻件进行多次热处理，由于加工处理工序的增加，使得加工时间较长，加工效率低，由于需要多次加工必然要增加锻件的加工余量，造成了材料的浪费，增加了生产成本，降低了市场竞争力。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力。

为达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺，所采用的技术方案包括以下步骤：

⑴C45钢船用轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素；

⑵对步骤⑴中生产出来的C45钢船用轴类锻件材料进行加热、锻造成型C45钢船用轴类锻件；

⑶对锻造后的C45钢船用轴类锻件进行热处理；

其进一步特征在于：所述工艺还包括如下步骤：对热处理后的船用碳素钢轴类锻件进行加工和性能热处理；所述热处理包括正火加回火；所述正火冷却方式为风冷或者雾冷；在碳素钢生产过程中加入Ni：0.08％-0.12％(重量百分比)或/和Al：0.015％-0.035％(重量百分比)合金元素；碳素钢中：C≤0.65％(重量百分比)、Si:0.25-0.35％(重量百分比)、Mn:0.55-0.75％(重量百分比)、Cr:≤0.4％(重量百分比)、P:≤0.035％(重量百分比)、S:≤0.035％(重量百分比)、Mo:≤0.1％(重量百分比)、Ni:0.08-0.012％(重量百分比)、Al:0.015-0.035％(重量百分比)、其余为Fe。

本发明的上述结构中，由于在C45钢船用轴类锻件材料的生产过程中加入Ni或/和Al合金元素，在保证船用碳素钢轴类锻件力学性能的同时，提高了船用碳素钢轴类锻件材料的韧性，减少了加工次数，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例

C45钢化学成分如下，其余为Fe：

一种船用C45钢锻件的制造工艺，包括以下步骤：

⑴船用碳素钢轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素；

⑵对步骤(1)中生产出来的船用碳素钢轴类锻件材料进行加热、锻造成型船用碳素钢轴类锻件；

⑶对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理；

⑷对热处理后的船用碳素钢轴类锻件进行加工和性能热处理；

在碳素钢生产过程中加入Ni：0.08％-0.12％(重量百分比)，Al：0.015％-0.035％(重量百分比)合金元素，通过工艺流程的优化整改，取消了传统制造工艺流程中的调质(第二热处理)、校直、半精加工三个工序，可以极大地提高制造效率，同时减少了机械加工余量，提高材料利用率，进而达到降低成本，提高市场竞争力的目的。

对热处理后的船用碳素钢轴类锻件进行加工和性能热处理是船用碳素钢轴类锻件的通常后续处理工艺。通过调整化学成分的内控范围，例如在通常碳素钢的基础上添加一些Ni、Al等合金元素，可以极大地提高铁素体的强度，提高强韧性，同时可以增加碳化物的占有量，从而提高正火状态下(正火+回火)材料的力学性能。

用锻后热处理的“正火+回火”工艺替代第二热处理的“淬火+回火”工艺，把通常的正火冷却方式空冷调整为快速冷却的风冷，把锻造后的船用碳素钢轴类锻件冷却到室温，必要时还需采用雾冷，从而获得良好的组织晶粒，使艉轴锻件的力学性能达到船规要求。在保证船用碳素钢轴类锻件力学性能的同时，提高了船用碳素钢轴类锻件材料的韧性，减少了加工次数，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力。

一方面整改锻造工艺，一方面在通常碳素钢的基础上添加一些提高强韧性的Ni、Al等合金元素；另一方面把通常的正火冷却方式空冷调整为风冷，必要时还需采用雾冷。这样一是可以提高材料等级，使之具有较好的满足使用要求的潜能，二是通过加快冷速的方式获得良好的组织，从而最终达到满足要求的性能指标。

锻件力学性能

抗拉强度Rm(MPa)：≥600

上屈服强度ReH(MPa)：≥300

断后伸长率A(％)：≥18

通过以上具体实施案例可以看出，选用本发明工艺获得的产品经测试，其渗碳深度、表面硬度和抗磨性能等关键质量指标均符合相关标准，齿轮的工作可靠性高，使用寿命长。同时，其工艺流程得到简化，生产周期缩短，经济性好。

Claims (4)

1.一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

⑴C45钢船用轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素；

⑵对步骤⑴中生产出来的C45钢船用轴类锻件材料进行加热、锻造成型C45钢船用轴类轴类锻件；

⑶对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理。

2.根据权利要求1所述的一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺，其特征在于：所述工艺还包括如下步骤：对热处理后的C45钢船用轴类锻件进行加工和性能热处理。

3.根据权利要求1所述的一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺，其特征在于：所述热处理包括正火加回火。

4.根据权利要求3所述的一种C45钢船用轴类锻件的制造工艺，其特征在于：所述正火冷却方式为风冷或者雾冷。